（辽宁省送变电工程有限公司）
摘要：随着我国特高压供电线路的建设与发展，目前特高压直流控制保护系统功能价值也逐渐体现出来。立足于技术实现现状，首先分析了特高压直流控制保护系统的概念与内涵，其次对特高压直流控制保护系统的设计优化途径进行了解析，并提出了特高压直流控制保护系统的功能实现方式与仿真策略，希望可以进一步提升特高压直流控制保护系统的保护水平，确保特高压直流线路的建设质量。
关键词：特高压直流；控制系统；设计开发
特高压直流控制保护系统是维护特高压直流系统稳定性运行的必要条件。近些年来我国能源结构优化调整工作持续推进，对于特高压直流系统的建设水平提出了更高的要求。为了进一步介绍特高压直流控制保护系统的设计开发，现就其系统定义与内容分析如下。
一、特高压直流控制保护系统概述
特高压直流控制保护系统是维护特高压直流网络稳定安全运输的必要条件。特高压直流电网具有输送能力强、输送距离远以及线损低的优势，其作为我国实现能源结构发展的基本条件，被广泛的应用于我国的西北部、西南部地区。目前在建或者已经投入使用的包括云广、向上以及锦苏等多条线路。其中，控制保护系统作为网络的大脑，其主要任务就是维护系统的稳定性。在实现输电工程控制稳定性的过程中，国家自主研发了直流控制保护平台，并结合系统构建的特殊性开发了全功能样机，目前技术应用稳定。
二、特高压直流控制保护系统设计
特高直流系统输电工程一般会包括有多个换流器，而保护系统在体系中会根据分层、功能配置的方式层层渗透到每一个特定的体系当中，进而实现全方位、整体化的系统保护工作。在研究分层结构与功能的合理性时，要集合系统的自身特征以及特高压直流控制保护的特点进行研究。当前在结构方面的研究取得了一定的技术成果，但是在分层配置方面却没有太多的进展。结合我国特高压直流控制保护系统的构建情况来看，样机的整体设计与功能优化主要从以下几个方面开展：
1.控制保护功能划分
在进行控制保护功能划分过程中将其划分为换流层、双极层、极层，同时换流层与控制保护设备的配置并不会单独进行设置。在双极层的配置方面则需要以主机的功能为实现目标。尽可能避免双极层设备对于其他部分产生较大的影响和阻碍。在整个配置过程中，换流器需要配备独立的控制系统，确保换流器能够独立的运行。
2.主机配置
主机配置方面，需要采用双重冗余配置模式，利用三取二的方式进行配置。相对于的，极层与换流层则主要采用不同的配置方式进行处理，以此来保留对于出口动作的判断水平。
3.分层设计
在分层设计中需要考虑到层内、层间等不同取向的保护要求，实现更为精细的保护功能。对于通信的稳定性方面，也需要通过分层设计的方式予以重视，或者通过技术优化的方式解决问题。
4.其他配置
除了上述设计之外，还需要做好脉动换流器的主动控制以及控制功能配置方面的各项工作，每一个极的设计都需要与特高压直流控制保护系统的功能需要相适应，选择合适的极层来分别作为主机、保护器以及控制主机与保护主机，各自实现自己的功能，这样才能够确保特高压直流控制保护系统的正常运转。
三、特高压直流控制保护系统功能实现与验证仿真
与传统直流系统相比，特高压直流控制系统更需要一些复杂、稳定的保护系统，比如说协调控制或者在线控制，同时为了提升系统的控制精准性，避免使用中出现一些不可预知的问题，还需要做好跟踪仿真模拟，验证系统的可靠性。
1.特高压直流控制保护系统功能实现
1.1换流器间协调控制
为了确保串联换流器能够平稳运行，需要保持两个换流器的换流变分接头与触发角能够保持一致。在系统当中，不同的换流器串联运行时需要划分好主控与从控部分，在出现故障或者问题后则及时进行相互对调。在各自进行计算指令后，附加的控制偏移量可能会逼近于上一个单元，此时需要做好换流器的闭环调节工作。在换流器的投入、退出等暂态当中，注意做好其他触发角的屏蔽工作，防止控制功能重叠而出现内部混乱。
1.2换流器投退控制
换流器的使用过程中换流器的投退控制可以说是最为困难的部分之一，在处理该问题时应该重点做好极层控制主机的管理，做好极层控制主机设置与气动优化，并投入换流器电流使用。
1.3保护闭锁方式
在避免特高压直流系统出现小故障、小问题方面，闭锁方式的选择则尤为关键。常规的直流工程中一些小故障可能会导致保护动作停止，而特高压直流控制保护系统则需要通过保护闭锁的方式来避免该问题出现。具体的处理方式为选择合适的基层保护闭锁方式，常用的有X型，Y型以及Z型等，具体的处理模式则与常规的直流处理相差无几，这里不再赘述。
2.特高压直流控制保护系统功能验证仿真
在样机开发完成后，为了确保性能的稳定性需要进行一些仿真测试，主要包括以下几个方面：
2.1换流器在线投入
在极1的功率控制方面，单换流器的运行功率指令达到了1600MW，此时直流电压为400KV，换流器通过的电流为4000A，整个系统稳定后进入到换流器的更换投入，随后对更换结果进行分析判断，发现两换流器在直流电压与电流的稳定性方面取得了高度一致，说明控制结果符合预期，检测结果有效。
2.2换流器在线退出
换流器串联后，功率为1600MW，直流电压为800KV，此时直流电流为2000A，系统保持稳态后在线退出换流器。随后，换流器移相，触发旁通对，闭锁换流器后，直流电压的降低速度缓和平稳，两端换流器采用类似的手段都可以相继推出。
2.3无站间通信逆变侧退出
无站间通信的情况下双换流器串联，随后逆变侧在线推出，形成整流侧换流器对逆变侧换流器的运动模式，随后直流电压下降、电流快速上升，最终稳定在设定的电流值附近，该过程中整流器不平衡保护动作后会自动退出系统。
2.4整流侧闭锁
双换流器串联后，发出功率指令为800MW，直流电压为800KV，待系统稳定后，模拟换流器闭锁U，记录下整个闭锁的过程后分析，通过验证。
总结
综上所述，特高压直流控制保护系统对于我国实现更大范围的使用特高压直流网络，实现能源的跨地域传输都具有重要的价值。文章从特高压直流控制保护系统的设计背景、技术实现方式以及技术仿真模型的构建等多个角度进行了讲解，提出了特高压直流控制保护系统的控制方案、配置模式，并对多种仿真技术内容进行了探索，也希望能够进一步提升技术成熟度，更好的服务于我国的现代化建设与发展活动。
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